DE2306935C3

DE2306935C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung der Oberflächenbindungseigenschaften von Kunststoffmaterialien

Info

Publication number: DE2306935C3
Application number: DE19732306935
Authority: DE
Inventors: Ken-ichi; Hatada Kenji; Yamaguchi Yasuhiko; Otsu Shiga Kawakami (Japan)
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1972-02-16
Filing date: 1973-02-13
Publication date: 1977-04-28

Description

30

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Oberflächenbindungseigenschaften von Kunststoffmaterialien gegenüber anderen Materialien durch Beflammen ihrer Oberfläche, wobei man die Kunststoffmaterialien durch eine Flamme führt. Die Erfindung betrifft, ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es ist oftmals erwünscht, Kunststoffmaterialien nach dem Beschichten oder Laminieren mit anderen Materialien zu bedrucken oder zu metallisieren. Die meisten Kunststoff materialien, wie Polyäthylen, Polypropylen, Polyamide und Polyethylenterephthalat, sind hierfür jedoch nicht geeignet, und zwar unabhängig davon, ob es sich um orientierte oder nicht orientierte Filme handelt, da sie die Druckfarben und dergleichen auf ihrer Oberfläche nur schlecht binden.

Um die Oberflächenbinduiigseigenschaften von Kunststoffmaterialien zu verbessern, sind bereits chemische Behandlungen, wie Chlorierung, Oxidation und Sulfonierung, bekannt, doch werden durch solche chemischen Umsetzungen die physikalischen Eigenschaften der Kunststoffmaterialien oftmals verändert. Auch ist es bereits bekannt, die Oberflächenbindungseigenschaften durch Beflammen, wie gemäß der GB-PS 1117 354, zu verbessern, doch ist der Effekt vielfach nicht ausreichend bzw. die für eine ausreichende Haftung von Druckfarben oder dergleichen erforderliche Beflammungszeit so groß, daß die behandelten Kunststot'fmaterialien erweichen, deformiert werden und runzelig werden. Bei orientierten Filmen tritt außerdem bei dem Beflammen eine Schrumpfung ein, und der Beflammungseffekt verschwindet nach längerer Lagerung.

Bekannt ist es auch, zur Verbesserung der Oberflächenbindungseigenschaften von Kunststoffmaterialien ^₅ diese einer elektrischen Entladung auszusetzen, wie gemäß der DT-AS 15 04 448. Auch der Effekt einer solchen Behandlung reicht jedoch vielfach nicht aus, Druckfarben auf dem Kunststoffmaterial zu halten, und außerdem verschwindet der Effekt bei einer nachträglichen Erwärmung und vielfach sogar bereits bei längerer

Lagerung.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht somit darin, die Oberflächenbindungseigenschaften von Kunststoffmaterialien gegenüber anderen Materialien, besonders gegenüber Druckfarben, zu verbessern.

Im Zusammenhang mit der Erfindung wurde versucht, eine Beflammungsbehandlung und eine Entladungsbehandlung nacheinander durchzuführen, doch führte dies nicht zum Erfolg, da eine Beflammung unmittelbar nach einer elektrischen Entladung den durch die Entladung erhaltenen Effekt wieder vollständig beseitigt Umgekehrt bringt eine Beflammung vor der elektrischen Entladung keinen Vorteil gegenüber einer dieser beiden Behandlungsarten.

Überraschenderweise wurde aber gefunden, daß man nach der Erfindung eine Verbesserung der Oberflächenbindungseigenschaften von Kunststoffmaterialien bekommt, die weit über dem additiven Effekt der beiden Einzelbehandlungen liegt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verbesserung der OberPächenbindungseigenschaften von Kunststoffmaterialien gegenüber .anderen Materialien durch Beflammen ihrer Oberfläche, wobei man die Kunststoffmaterialien durch eine Flamme führt, ist dadurch gekennzeichnet, daß man die Flammgase durch Anlegen einer Spannung elektrisch lädt.

Für das Beflammen verwendet man zweckmäßig eine sogenannte »sich selbst fortsetzende Flamme« durch Enugieabgabe an brennbare Gase, die hauptsächlich aus Kohlenwasserstoffen und oxidierenden Gasen, wie Luft oder Sauerstoff, oder auch aus Wasserstoffverbindungen, Stickstoffverbindungen, Halogenverbindungen oder Gemischen derselben bestehen können. In einer solchen Flamme setzt sich die Reaktion der gasförmigen Stoffe selbs*. fort und bildet bei der Verbrennung eine Flamme mit Lumineszenz, thermischer Diffusion und/ oder oszillatorischem Schall. Die Verbrennungsgase können Atome, Moleküle und funktionell Gruppen enthalten, die in Ionen überführt werden können.

Die elektrische Energie für die elektrische Ladung der Flammgase kann von Wechselstrom, Gleichstrom oder einem mit Gleichstrom überlagerten Wechselstrom stammen. Am zweckmäßigsten ist es, bei dem Verfahren eine Vorrichtung mit einem durch brennbare Gase beheizten Brenner und einer die Kunststoffmaterialien durch die Brennerflamme führenden Kühlwalze zu verwenden, bei der in in oder nahe der Brennerflamme eine mit einer Stromquelle verbundene Elektrode angeordnet und die Kühlwalze geerdet ist.

Günstigerweise wird das Laden der Flammgase durch Anlegen einer Spannung von 100 Volt bis 20 Kilovolt, vorzugsweise zwischen 100 Volt und 4 Kilovolt vorgenommen. Spannungen unter 100 Volt ergeben vielfach keinen zufriedenstellenden Effekt, und bei Spannungen über 20 Kilovolt kann gelegentlich das Kunststoffmaterial zerstört werden. Die Stromstärke bei der elektrischen Ladung der Flammgase kann zweckmäßig bei 0,01 Milliampere bis 5 Ampere liegen.

Die Beflammungszeit liegt zweckmäßig bei 0,0005 bis 0,1 Sekunden. Nach diesem Verfahren können Kunststoffmaterialien, wie insbesondere Kunststoffolien, behandelt werden, die aus Polyolefinen, wie Polyäthylen oder Polypropylen, aus Polyestern, wie Polyäthylenterephthalat, aus Polyamiden, wie Polycaproamid, Polyhe-

Li

iamethylenadipamid oder Poly-12-dodecanoamid, PoIyacrylpolymeren, wie Polyacrylnitril, Polyvinylchlorid, Polyimiden, Polycarbonaten oder Miscnpolymeren derselben bestehen. Die Kunststoffolien können unorientierte, unaxial orientierte oder biaxial orientierte Filme sein.

Obwohl die Ursachen der sprunghaften Steigerung der Haftfähigkeit und Aufnahmefähigkeit etwa für Druckfarben auf der Kunststoffoberfläche derzeit nicht zu erklären sind, wird angenommen, dab die Kunststoffoberfläche durch die Stoß- oder Bombardierungsener gie von auf der Oberfläche auftreffenden Ionen und Elektronen aktiviert wird.

Durch die Zeichnung wird die Erfindung weiter erläutert. In dieser bedeutet , _s

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, wobei der Brenner für die Beflammung gleichzeitig als Elektrode dient,

F i g. 2 die Darstellung einer anderen Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, wobei die Elektrode und der Brenner voneinander getrennt aber elektrisch in einem Stromkreis miteinander verbunden sind,

F i g. 3 eine weitere Ausfuhrungsform der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, wobei der Brenner räumlich und elektrisch nicht mit der Elektrode verbunden ist und

F i g. 4 eine graphische Darstellung, die die Abhängigkeit der elektrischen Ladungsdichte (σ) der Kunststoff- y_Q oberfläche von dem Zeitverlauf zeigt

Typische Ausführungsformen des Verfahrens und der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung sind in den F i g. 1 bis 3 dargestellt In allen drei Figuren stammt die elektrische Eingangsenergie von der Stromquelle 1 und wird von dort an eine Elektrode 4 für eine Entladung abgegeben. Ein gasförmiges Brennstoffgemisch für die Flamme wird durch eine Leitung 2 in einen Brenner 3 eingeführt In Fig. 1 dient der Brenner 3 selbst als die Elektrode 4. In F i g. 2 sind der Brenner 3 und die Elektrode 4 in einem gemeinsamen elektrischen Stromkreis räumlich voneinander getrennt, wobei die Elektrode und der Brenner geladen werden. In F i g. 3 sind der Brenner 3 und die Elektrode 4 ebenfalls räumlich, doch auch elektrisch voneinander getrennt, so daß nur die Elektrode geladen wird. Das Verfahren nach Fig. 1 ist besser als das Verfahren nach Fig. 2, und dieses ist wiederum besser als das Verfahren nach Fig. 3.

Den erwünschten Behandlungsgrad erreicht man, wenn der Film 5 auf der Kühlwalze 6 mit einer Geschwindigkeit von 30 m/Min, bis 150 m/Min, abläuft.

Die Kühlwalze 6 besteht gewöhnlich aus Metall, das leitende Eigenschaften besitzt doch kann auch die Oberfläche der Kühlwalze 61 mit einer dielelektrischen 5s Substanz überzogen sein, besondre wenn höhere Spannungen (mehr als 5 Kilovolt) verwendet werden.

Der Spalt zwischen dem Brenner und der Filmoberfläche wird im Bereich von 1,5 bis 25 mm derart eingestellt, daß die Leuchtzone der Flamme immer die n, Filmoberfläche überdecken kann.

Bei der Beflammung muß aufgepaßt werden, da mehr als 0,3 Sekunden Behandlungszeit wahrscheinlich Runzeln in dem Film verursachen, die durch die Flammenhitze der Flamme 7 erzeugt werden. <.s

Die Kühltemperatur, die durch die Kühlwalze 6 und die Flamrnenhitze bestimmt wird, ist schwierig unabhängig zu deifinieren, da sie sorgfältig nach den F?ktoren des zu behandelnden Filmes (der Folymerart, dem Orientierungsgrad und anderen thermischen Eigenschaften) ausgewählt werden muß. Gekühltes Wasser oder andere Kühlmedien können im Kreislauf durch die Kühlwalze 6 geführt werden, um eine konstante Temperatur zu halten, so daß der Kunststoffilm keinen unerwünschten Wirkungen unterliegt, wie Erweichen, Runzelbildung oder Spannungen und speziell Schrumpfung im Falle gestreckter orientierter Filme. Um solche unerwünschten Wirkungen zu vermeiden, sollte die Temperatur im Bereich von etwa 2O⁰C bis zu einer Temperatur von 10⁰C unterhalb des Schmelzpunktes des zu behandelnden Kunststoffes gehalten werden.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1
(1) Zu behandelnde Substrate

Biaxial orientierter isotaktischer Polypropylenfilm (Dicke 22 nm), vorgeformt nach der üblichen Spannrah menmethode.

(2) Behandlungen

(2-1) übliche Koronaentladungsbehandlung,
(2-2) übliche Gasflammenbehandlung,
(2-3) Behandlung nach der Erfindung.

Die Filme wurden nach der jeweiligen Behandlung bezüglich der Haftung der Oberflächen bewertet.

(2-1) Koronaentladungsbehandlung: Die verwendete Apparatur war eine Funkenstreckenapparatur Modell HFSG der Lepel High Frequency Laboratories, Inc. Der Strom mit hoher Frequenz besaß dabei eine gedämpte Welle. Die Behandlungsgeschwindigkeit und die angelegte Spannung betrugen 80 m/min und 10 kv.

(2-2) Gasflammenbehandlung wurden unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:

Flammenbehandlung — Beispiel 1

Brennstoff Propan

Brennstoff: Sauerstoff 3 : 2

Behandlungszeit 0,05 Sekunden

Filmablaufgeschwindigkeit 20 m/min

Spalt zwischen Film und Brenner 6 mm

(2-3) Die Behandlung nach der vorliegenden Erfin dung erfolgte unter den nachfolgend angegebener Bedingungen. Wechselstrom wurde als elektrische Energiequelle verwendet. Die Richtung der Entladung wurde durch Verbindung der Kühlwalze mit der Erde und durch langsames Variieren der Polarität dei Elektrode, die gleichzeitig als Brenner diente, einge stellt. In der Zusammenstellung der Ergebnisse, di< nachfolgend wiedergegeben ist, bedeutet die Grupp< (A) den Fall, wo Elektronen von der Elektrode zu den Film übergingen, indem die Elektrode immer negativ geladen wurde. Gruppe (B) bedeutet den Fall, wo dii Polarität umgekehrt derjenigen der Gruppe (A) war.

Zusammenstellung der zur Behandlung nach de Erfindung angewendeten Bedingungen — Bei spiel I

Brennstoff Propan

Brennstoff : Sauerstoff 1 : 1

Behandlungszeit 0,02 Sekunden

Filmablaufgeschwindigkeit 80 m/min
Spalt zwischen Film und

Brenner (Elektrode)
Flammenlänge
Angelegter elektrischer
Strom

Frequenz

Medium in der Kühlwalze

2,5 mm 3,5 mm

Wechselstrom (2 kV) überlagert mit Gleichstrom (Spitze zu Spitze, Spannung 2 kV) 40OkHz Kühlwasser

(3) Methode zur Bewertung der Oberflächenhaftfähigkeit der behandelten Filme

(3-1) kritische Oberflächenspannung, yc (dyn/cm), wurde gemessen nach ASTM-D-2578-67-T (bei 2O⁰C und 65% relativer Feuchtigkeit).

(3-2) Bedruckbarkeit und Heißsiegelfähigkeit: Grundierungsfreie Farbe PP G-61 (im Handel für Polypropylenfilmbedruckung erhältlich) wurde auf den behandelten Filmoberflächen (bei 60° C, 1 Minute Trocknung) aufgebracht, und nach einem '/2Stündigen Abbinden bei Raumtemperatur wurde der rechtwinkelige Abschältest unter Verwendung eines auf dem Markt erhältlichen Cellophanstreifens durchgeführt. Die Abschälfestigkeit wurde jeweils nach 2, 15 und 30 Tagen Lagerung bestimmt. Die Thermostabilität der Rezeptivität und Haftfähigkeit wurde bei 100° C und 135° C bestimmt. Die Heißsiegelfähigkeit wurde nach der obigen Zugmethode nach einem Heißsiegeln der behandelten Filme, auf denen einige polyäthylenreiche Haftmittel als Überzug aufgebracht worden waren, bestimmt.

(4) Bewertungsergebnisse

Die nachfolgende Tabelle 1 zeigt die zusammengestellten Ergebnisse. Es wird daraus klar, daß die Behandlung nach der vorliegenden Erfindung die Haftfähigkeit viel stärker verbessert als die Koronaentladung oder übliche Beflammung. Gleichförmigkeit und Stärke wurden bei der erfindungsgemäßen Behandlung erreicht. Es trat keine nachteilige Wirkung auf, die das Filmaussehen beeinträchtigt hätte (beispielsweise keine Runzeln und keine Hitzespannungen).

Bezüglich der kritischen Oberflächenspannung löste die vorliegende Erfindung das Problem, daß die Behandlungswirkung der Koronaentladung durch Hitze nach dem Stand der Technik verschwand. Außerdem blieben die erhöhte kritische Oberflächenspannung und die verbesserte Haftfähigkeit auch nach langer Lagerung.

mg.

Bezüglich der Bedruckbarkeit mit Druckfarben und der Heißsiegelfähigkeit ergab die vorliegende Erfindung eine viel größere Verbesserung als die Koronaentladung oder übliche Beflammung. Es wurde auch gefunden, daß nach langer Lagerung die Thermostabilität nicht verschwand. Außerdem ist es sehr bemerkenss wert, daß die vorliegende Erfindung auch die anderen Probleme löste, wie die nach dem Stand der Technik auftretende Verschlechterung der durch die Behandlung erzeugten Haftungseigenschaften, die gewöhnlich bei der Koronaentladung oder der bekannten Beflammung

ι ο auftrat Bezüglich der Gleichförmigkeit der behandelten Oberflächen ergab mit bloßen Augen die Prüfung der Abschälspuren nach der Druckfarbebeschichtung, daß die Behandlungsspuren bei der Koronaentladungsbehandlung grob in der Dichte und extrem klein in den beschichteten Zonen waren, was die Schlußfolgerung diskontinuierlicher Punkte oder netzartiger Abbildungen zuließ. Die Spuren bei der üblichen Beflammungsbehandlung waren unregelmäßig entsprechend der groben Verteilung der Flammenhitze, und speziell bei dem erwünschten Haftfähigkeitsgrad trat Hitzeschrumpfung auf. Im Gegensatz zu den obigen Resultaten waren bei der Methode nach der vorliegenden Erfindung die Spuren beider Gruppen (A) und (B) gleichförmig auf den gesamten Oberflächen verteilt, und es gab keine Unregelmäßigkeit oder Unebenheit, wie sie im Falle der anderen Verfahren gefunden wurden. Um dies eingehender zu erklären, ist folgendes auszuführen: die Filmoberflächen der Gruppe (A) wurden mit aktivierten Elektronen behandelt, die durch die Flamme beschleunigt wurden, welche kontinuierlich und gleichförmig verteilt wurde, und diese V/irkung der Behandlung der Gruppe (A) war größer als die der Koronaentladung. Außerdem wurden die Filmoberflächen der Gruppe (B) stark durch positive Ionen, wie Kohlenwasserstoffionen in der Flamme, kombiniert mit der Flammenhitze selbst, behandelt. Es muß ausdrücklich darauf hingewiesen werden, daß Kohlenwasserstoffionen, die lOOOmal schwerer als ein Elektron sind, einzeln zu der Filmoberfläche hin beschleunigt wurden. So behandelte Filme der Gruppen (A) und (B) waren ausgezeichnet transparent (Trübung unter 2%).

In der nachfolgenden Tabelle bedeuten die Symbole O und O in der Tabelle I ausgezeichnetes und gutes 45 Aussehen. Es sei hinzugefügt, daß der in diesem Beispiel erhaltene hohe Grad der kritischen Oberflächenspannung nach der bekannten Beflammungsbehandlung ohne gleichzeitige Beeinträchtigung durch Hitzespannungen überhaupt nicht erreicht werden konnte. 50 Die Bewertungssymbole in der Tabelle 1 bezüglich der Bedruckbarkeit und Heißsiegelfähigkeit bedeuter folgendes:

Symbol
Haftung

ausgezeichnet O
gut

ziemlich gut

schlecht und sehr schlecht

Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, übertraf die Behandlung nach der vorliegenden Erfindung andere Methoden, wie die Koronaentladung und die Beflammungsmethode «> bezüglich einer Verbesserung der kritischen Oberflächenspannung, der Bedruckbarkeit und der HeiGsiegelfähigkeit. Auch wurde die erreichte Haftfähigkeit im Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 135° C beibehalten und wurde während langer Zeiträume von h«; vielen Tagen weder verschlechtert noch gelöscht Die Überlegenheit der Behandlungswirkung der Gruppe (B) «eenüber der Gruppe (A) zeigt daß die positiven Ionen in der Flamme wirksamer aufschlagen als die Elektrc

nen.

Wie oben erwähnt, wurde die Überlegenheit nach de vorliegenden Erfindung, die durch die gleichzeitig Anwendung der Hitzeeigenschaft und elektrische Eigenschaft der Flamme gekennzeichnet ist durch d Versuche bestätigt Es wurde gefunden, daß d Behandlung nach der vorliegenden Erfindung en große Verbesserung der Haftungsfähigkeit der Für Oberfläche erbrachte.

Ein anderer Vorteil der Erfindung ist die Bildung v(

»Electrettt-Materialien. Nach dem Verfahren des Beispiels 1 war der behandelte Film lange Tage elektronengeladen, wie die graphische Darstellung in Fig.4 zeigt. Somit haben »Electret«-Film eine lange Lebensdauer, etwa 9 Monate, was mit anderen »Electretw-Herstellungsmethoden schwierig zu bewerkstelligen ist.

In der nachfolgenden Tabelle I bedeuten sehen Ziffern folgende Bewertungen:

I kritische Oberflächenspannung (dyn/cm) II Bedruckbarkeit

III Abziehfestigkeit (g/cm)

	Lagerung	Bewertung	IV Aussehen	Übliche	Behandlung	nach der	(i ruppc
	nach der			Beflammung		Erfindung (Fi g. 1)	(B) rick
Tabelle I	Behandlung		Korona				trodc· ( ' )
Temperatur			entladung		Gruppe (A)	90
					Elektrode	O
					(-)	545
	unmittelbar	I		45	77	O
	nach	II		O	O	90
	Behandlung	III	45	250	360	O
		IV	O	O	O	550
	2 Tage	I	275	44	77	O
	desgl.	II	O	O	O	89
	desgl.	III	43	250	360	O
	desgl.	IV	O	O	O	540
	15 Tage	I	260	43	75	O
	desgl.	II	O	O	O	88
	desgl.	IU	41	245	345	O
	desgl.	IV	χ ~O	O	O	538
Raum	30 Tage	I	220	43	75	e
temperatur	desgl.	Il	O	O	O	90
	desgl.	HI	41	243	350	O
	desgl.	IV	x~O	O	O	5-10
	2 Tage	I	210	43	75	O
	desgl.	H	O	O	O	89
	desgl.	III	38	245	340	O
	desgl.	IV	*	O	Ö	545
	15 Tage	1	105	41	75	O
	desgl.	Il	O	x ~O	O	87
	desgl.	III	35	220	340	O
	desgl.	IV	*	O	O	538
	30 Tage	I	46	40	74	O
	d°sgl.	II	O	χ ~O	O	87
	desgl.	IH	33	205	337	O
	desgl.	IV	χ	O	O	535
1		I	18	39	74	θ
		II	O	x ~O	O	E Methode nach der Erfindung: niocor Call fj-ilrrto Aom ßoicniel 1 \er*
		III	33	220	340
		IV	χ	O	O
	Beispiel 2		20
		O






Bei 100° C





i
1
Nach Hitzebe
handlung des ge
rade behandelten
Filmes bei 135° C

Die zu behandelnden Substrate waren die gleichen Polypropylenfilme wie in Beispiel 1. Behandlungen:

D. Gemeinsame Anwendung der Koronaentladung und der Beflammung, wobei die angewendeten Bedingungen bei jeder dieser beiden Behandlungen die gleichen sind, wie in Beispiel 1.

(D-1) Die Koronaentladung erfolgte in der ersten Stufe und dann die Flammenbehandlung. 6s (D-2) Die Flammenbehandlung erfolgt;· in der ersten Stufe und dann die Koronaentladung.

Ausnahme der Anordnung der Elel des Brenners. Der Brenner und die wurden getrennt voneinander angei miteinander elektrisch verbunden Gleichwertigkeit der gleichen P< haben.

(3) Haftfähigkeit durch Bedruckbarkeit un gelfähigkeit wurden bewertet.

(4) Die Ergebnisse der verschiedenen Bei sind in Tabelle II gezeigt.

In der folgenden Tabelle II bedeute: Bewertung die römischen Ziffern folgendes:

I Bedruckbarkeit

II Abzugsfestigkeit (g/cm)

	ur	I	9	23	06 935	O 330	f 10	O 548
		Bei 100° C I				O 300 O 275		O 540 O 540
Tabelle II	1	Lagerung nach der Behandlung	Bewertung		O 250		O 540
Temperatur	Nach 3minütiger Hitzebehandlung des gerade be handelten Films bei 135°C	unmittelbar nach der Behandlung	I II	D. (Koronaentladung + Beftammung) Additive Behandlung	O 243		O 545
	2 Tage 15 Tage	I II I II	O 280	O 245	Behandlung nach der Erfindung (F i g. 2) Gruppe (A) Gruppe Elektrode (B) Elek (--) trode (+)	O 540
Raum tempera	30 Tage	1 II	O 250 O 227	O 240	O 365	O 535
	2 Tage	I Il	O !95	O 225	O 360 O 350	O 535
	15 Tage	1 II	O 170	O 345
30 Tage	1 II	* 110	O 345
		* 105	O 340
* 102	O 335
O 340

Beispiel 3

Dieser Fall folge Beispiel 1. Behandlung (2-3), mit der Ausnahme der Anordnung und der Stromart. Der Brenner und die Elektrode waren getrennt voneinander und nicht elektrisch miteinander verbunden. Ein Wechselstrom (nicht überlagert mit Gleichstrom) mit 2 kV von Spitze zu Spitze wurde verwendet.

In diesem Fall fiel die Polarität, da Wechselstrom verwendet wurde, mit der von Gruppe (A) in Beispiel 1 in dem Moment zusammen, wenn die Elektrode negativ geladen war. und die Polarität fiel mit der in Gruppe (B) in dem Moment zusammen, wenn die Elektrode positiv geladen war. im ersteren Fall wurde das Aufschlagen der Elektronen auf den Filmoberflächen durch die Flamme noch aufrechterhalten, doch im letzteren Fall schien die Wahrscheinlichkeit des Ionenauftreffens auf der Filmoberfläche wegen der Polaritätsveränderungen von + nach — und umgekehrt in sehr kurzen Zeiträumen durch die hohe Frequenz abzunehmen. Somit sollte der Grad der Haftfähigkeitsverbesserung in diesem Beispiel etwas geringer sein als diejenige in Beispiel 1. Überraschenderweise erhielt man jedoch eine größere Verbesserung als durch die Koronaentladung, die übliche Beflammung sowie die additive Behandlung nach beiden Methoden unabhängig voneinander. Es muß auch erwähnt werden, daß dieser Fall des Beispiels 3 einen Vorteil dergestalt hat, daß elektrische so Ladung schwerlich auf der behandelten Oberfläche bleiben sollte.

In der nachfolgenden Tabelle III bedeuten für die Bewertung die römischen Ziffern folgendes:

I Bedruckbarkeit

H Heißsiegelfähigkeit (g/cm)

Tabelle III

Temperatur	Raum	135° C	Lagerung	Be	Nach der I rldü
	temperatur	nach	wertung	(I- ig. J) hlekm
		Behandig.		de (Wechsel
				strom) Frgcbnis
I		unmittel	I	O
ι		bar nach	Ii	345
		der Be
		handlung
	1	2 Tage	I	O
*		Il	340
	15 Tage	I	O
		II	343
Bei 100° C	30 Tage	I	O
		II	340
	2 Tage	I	O
		U	340
	15 Tage	I	O
		II	340
	30 Tage	I	O
Nach 3minütigem	-	II	330
Erhitzen des gera		I	Θ
de behandelten		II	335
Films au

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verbesserung der Oberflächenbindungseigenschaften von Kunststoffmaterialien gegenüber anderen Materialien durch Beflammen ihrer Oberfläche, wobei man die Kunststoffmaterialien durch eine Flamme führt, dadurch gekennzeichnet, daß man die Flammgase durch Anlegen einer Spannung elektrisch lädt ι ο

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Laden der Flammgase durch Anlegen einer Spannung von 100 Volt bis 20 Kilovolt vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Oberfläche der Kuststoffmaterialien 0,0005 bis 0,1 Sekunden mit der Flamme behandelt

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem durch brennbare Gase beheizten Brenner und einer die Kunststoffmaterialien durch die Brennerflamme führenden Kühlwalze, dadurch gekennzeichnet, daß in oder nahe der Brennerflamme eine mit einer Stromquelle verbundene Elektrode angeordnet und die Kühlwalze geerdet ist.